YAP1通过IL-6/STAT3通路及CXCL失调诱导膀胱癌进展并促进免疫逃逸

YAP1 induces bladder cancer progression and promotes immune evasion through IL-6/STAT3 pathway and CXCL deregulation

作者信息Pritam Sadhukhan, Mingxiao Feng, Emily Illingworth, Ido Sloma, Akira Ooki, Andres Matoso, David Sidransky, Burles A Johnson 3rd, Luigi Marchionni, Fenna Cm Sillé, Woonyoung Choi, David McConkey, Mohammad O Hoque
PMID39630608
发布时间2024-12
DOI10.1172/JCI171164

实验完整度

实验涉及体外细胞功能、体内移植瘤、免疫细胞分析及转录组学等多个独立证据层级,并包含功能验证。

主要模型

小鼠膀胱癌细胞系MB49 小鼠膀胱癌细胞系UPPL1595 小鼠膀胱癌细胞系BBN975 C57BL/6小鼠细胞源性异种移植瘤模型 NSG小鼠免疫缺陷移植瘤模型 人膀胱癌细胞系(如T24、BFTC905等)

重点核对

YAP1基因敲低或抑制剂处理后,检测细胞增殖、成球和迁移能力的变化 在C57BL/6小鼠和NSG小鼠中,对比YAP1敲低克隆与对照克隆的肿瘤生长曲线和肿瘤重量 通过流式细胞术检测肿瘤组织中MDSCs、CD8+ T细胞、CD4+ T细胞和FOXP3+ T细胞的浸润比例 通过RT-qPCR和ELISA检测IL-6、STAT3磷酸化以及CXCLs等细胞因子和趋化因子的表达变化 观察联合使用YAP1抑制剂和anti-PD-L1抗体是否比单一治疗更能抑制肿瘤生长

摘要

Hippo信号通路在不同类型的癌症发生中发挥关键作用。我们研究了Hippo效应因子YAP1在膀胱尿路上皮癌(UCB)肿瘤免疫微环境(TIME)中的作用,并评估了在YAP1信号背景下免疫治疗的效果。我们进行了大量的体外和体内实验,通过遗传和药理抑制YAP1活性来确定其作用。简而言之,利用小鼠和人类细胞系进行RNA测序,以无偏倚地鉴定新的YAP1调控的下游靶点。我们随后通过实验证实,YAP1通过IL-6/STAT3信号通路和多种C-X-C基序趋化因子调控来调节TIME。我们分析了多个人类样本集,以探究YAP1表达背景下的TIME状态。我们的数据表明,与表达YAP1的细胞相比,YAP1消减可减少TIME中的M2巨噬细胞和髓源性抑制细胞。总之,这项研究深入揭示了YAP1信号作为癌症干性驱动因素和免疫抑制性TIME的诱导因子。此外,YAP1消减的治疗效果表明,联合阻断YAP1和免疫检查点可能为治疗UCB患者带来临床价值。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本文旨在研究Hippo效应因子YAP1在膀胱尿路上皮癌(UCB)肿瘤免疫微环境(TIME)中的作用,并评估在YAP1信号背景下免疫治疗的效果。
核心机制
YAP1通过激活IL-6/STAT3信号通路并调控多种CXCL趋化因子的表达,促进MDSCs浸润和M2巨噬细胞极化,从而诱导免疫抑制性肿瘤微环境,驱动癌症干性和免疫逃逸。
主要证据
体外实验显示YAP1消减降低细胞增殖、成球能力及CSC标志物表达;体内实验显示YAP1敲低或抑制可减缓肿瘤生长,并改变肿瘤免疫细胞浸润(如减少MDSCs,增加CD8+ T细胞)。RNA-Seq和RT-qPCR揭示了IL-6/STAT3和CXCLs通路的关键作用,且YAP1抑制剂与anti-PD-L1联合治疗在体内显示出协同抗肿瘤效果。
研究意义
该研究揭示了YAP1驱动癌症干性和诱导免疫抑制性肿瘤微环境的新机制,并提出联合阻断YAP1与免疫检查点可能为治疗膀胱癌患者带来临床价值。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

YAP1功能缺失体外实验

验证YAP1对膀胱癌细胞恶性表型的影响。

使用shRNA或抑制剂维替泊芬(VP)处理小鼠及人膀胱癌细胞系,检测细胞增殖、成球能力、迁移能力、CSC标志物及YAP1下游靶基因表达。

2

YAP1体内功能验证

评估YAP1在体内对肿瘤生长的影响及免疫系统的参与。

将YAP1敲低或野生型MB49细胞皮下植入C57BL/6或NSG小鼠,或对野生型肿瘤小鼠给予VP治疗,监测肿瘤生长和重量,并对肿瘤组织进行分子分析。

3

转录组分析及通路验证

鉴定YAP1调控的下游靶点和信号通路。

对YAP1敲低和对照MB49细胞进行RNA-Seq,通过FGSEA分析差异通路,并通过RT-qPCR验证关键基因如IL-6、STAT3、CXCLs等。

4

免疫微环境分析

探究YAP1对肿瘤免疫微环境的影响。

通过流式细胞术和IHC检测YAP1敲低或抑制的肿瘤组织中MDSCs、CD8+ T细胞、CD4+ T细胞、FOXP3+ Tregs等免疫细胞浸润,并通过迁移实验和共培养实验评估MDSCs和巨噬细胞功能。

5

机制研究:IL-6/STAT3通路及EVs

阐明YAP1调控免疫抑制微环境的分子机制。

验证YAP1对IL-6表达和STAT3磷酸化的调控,使用STAT3抑制剂S3I-201处理荷瘤小鼠观察肿瘤生长和免疫细胞变化,并初步探索细胞外囊泡(EVs)的作用。

6

联合治疗评估

评估YAP1抑制联合免疫检查点阻断的治疗潜力。

在C57BL/6小鼠的MB49或UPPL1595 CDX模型中,单独或联合使用VP和anti-PD-L1抗体,监测肿瘤生长,并通过IHC、RT-qPCR分析免疫细胞浸润和分子标志物,同时评估治疗后的抗肿瘤记忆。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Mediatech--
胎牛血清Hyclone--
RPMI 1640培养基Mediatech--
MEM培养基Mediatech--
YAP1 shRNA pGFP-C-shLenti载体Origene--
非靶向29-mer scrambled shRNA pGFP-C-shLenti载体Origene--
YAP1 Silencer Select siRNAThermo Fisher Scientific--
维替泊芬----
油酸----
alamarBlue细胞活力试剂Thermo Fisher Scientific--
SpectraMax 250酶标仪Molecular Devices--
DMEM/Ham's F12 50/50混合培养基Mediatech--
B-27补充剂Life Technologies--
碱性成纤维细胞生长因子PeproTech--
表皮生长因子PeproTech--
超低吸附6孔板Corning--
Monarch总RNA提取试剂盒New England Biolabs--
NE Next Ultra II RNA文库制备试剂盒New England BiolabsE7775
小鼠MDSC分离试剂盒Miltenyi Biotec130-094-538
Zombie Aqua活力染料BioLegend423102
抗小鼠CD16/32抗体BioLegend101320
BD FACS裂解缓冲液BD Biosciences349202
BD Cytofix/Cytoperm固定/破膜试剂盒BD BiosciencesBD554714
BD FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
胰蛋白酶-EDTAThermo Fisher Scientific253000054
脂滴检测试剂盒Cayman Chemical500001
糖酵解活性检测试剂盒Cayman Chemical600450
小鼠IL-10 ELISA试剂盒R&D Systems--
小鼠TNF-α ELISA试剂盒R&D Systems--
小鼠IL-6 ELISA试剂盒R&D Systems--
小鼠STAT3 ELISA试剂盒R&D Systems--
Cultrex干细胞级低生长因子基底膜提取物Trevigen--
S3I-201 (STAT3抑制剂)----
anti-PD-L1抗体----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
YAP1功能缺失体外实验
细胞系、YAP1敲低或抑制剂处理浓度、处理时间、检测方法
阅读提示:Methods中的'Cell lines, constructs, and mice'、'Cell viability assay'、'Sphere formation assay'部分,以及Figure 1图注
YAP1体内功能验证
小鼠品系、细胞系、YAP1敲低克隆、VP给药剂量和频率、肿瘤测量的时间点
阅读提示:Methods中的'In vivo xenograft assay and treatment'部分,以及Figure 2图注
转录组分析及通路验证
RNA-Seq分析方法、差异表达基因阈值、通路富集分析方法
阅读提示:Methods中的'Transcriptomic and gene expression analysis'部分,以及Figure 3图注
免疫微环境分析
免疫细胞染色的抗体、流式细胞术的门控策略、IHC染色的抗体
阅读提示:Methods中的'Flow cytometric analysis'和'Macrophage isolation and migration assay'部分,以及Figure 4和Figure 5图注
机制研究:IL-6/STAT3通路及EVs
S3I-201的剂量和给药方案、ELISA实验步骤、EVs的分离和定量方法
阅读提示:Methods中的'Enzyme-linked immunosorbent assay'和'Estimation of intracellular lipid droplets and glycolytic activity'部分,以及Figure 6、Figure 7和Figure 8图注
联合治疗评估
VP和anti-PD-L1的剂量、给药方案、治疗周期、肿瘤测量方法
阅读提示:Methods中的'In vivo xenograft assay and treatment'部分,以及Figure 10图注